李池華

(廣東省英德市第一中學(xué),廣東 清遠(yuǎn) 513000)

《普通高中物理課程標(biāo)準(zhǔn)(2017年版)》指出:學(xué)科核心素養(yǎng)是學(xué)科育人價值的集中體現(xiàn),是學(xué)生通過學(xué)科學(xué)習(xí)而逐步形成的正確價值觀念、必備品格和關(guān)鍵能力,物理學(xué)科核心素養(yǎng)主要包括“物理觀念”“科學(xué)思維”“科學(xué)探究”“科學(xué)態(tài)度與責(zé)任”四個方面。[1]課堂是落實核心素養(yǎng)培養(yǎng)目標(biāo)的主陣地,在課堂教學(xué)中要重視情境的創(chuàng)設(shè),強化物理知識與生活生產(chǎn)的聯(lián)系,在真實情境中發(fā)現(xiàn)問題,通過分析和建立物理模型的過程,提高學(xué)生應(yīng)用物理知識解決實際問題的能力。

1 情境教學(xué)是落實核心素養(yǎng)培養(yǎng)目標(biāo)的保證

情境教學(xué)是指學(xué)生在教師的引導(dǎo)下,在情境中發(fā)現(xiàn)問題,在體驗探究中建構(gòu)概念、發(fā)現(xiàn)規(guī)律,在應(yīng)用中與實際、社會聯(lián)系起來,這也是物理課程改革對教學(xué)提出的要求。情境教學(xué)對培養(yǎng)學(xué)生的物理學(xué)科核心素養(yǎng)具有重要作用,無論是物理概念、物理規(guī)律的教學(xué),還是物理問題解決的教學(xué)都需要結(jié)合具體的情境來實施。

物理情境滲透在核心素養(yǎng)的每一個方面,對培養(yǎng)學(xué)生的核心素養(yǎng)有著重要的作用與價值。物理情境是學(xué)生獲得物理知識、深刻理解基本概念、掌握基本規(guī)律的重要途徑,可見物理情境對學(xué)生建構(gòu)“物理觀念”具有重要的意義。在實際情境中發(fā)現(xiàn)問題,經(jīng)過分析思考后形成問題解決的思路和方法,讓學(xué)生掌握科學(xué)思維方法,促進(jìn)問題解決能力、批判性思維能力、創(chuàng)造性思維能力等高階能力的發(fā)展,最終提高科學(xué)思維能力。學(xué)生在情境觀察后提出物理問題,設(shè)計并確定實驗方案，進(jìn)行實驗和收集數(shù)據(jù),分析處理實驗數(shù)據(jù)后基于證據(jù)得出結(jié)論,在實驗過程中學(xué)生之間進(jìn)行交流、評估和反思,整個過程就是科學(xué)探究中問題、證據(jù)、解釋、交流等四個要素的具體體現(xiàn)?；谏钪械恼鎸嵡榫程岢鲂枰芯康膯栴},根據(jù)所研究的對象和問題特點,抓住主要因素,認(rèn)清事物的本質(zhì),把生活情境進(jìn)行簡化,建構(gòu)相應(yīng)的物理模型,運用所學(xué)物理知識解決問題。把物理知識進(jìn)行遷移應(yīng)用于社會和生活,正是物理學(xué)科核心素養(yǎng)中科學(xué)態(tài)度與責(zé)任的具體體現(xiàn)。

2 在情境教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生的核心素養(yǎng)的途徑

2.1 在生活情境中建構(gòu)物理概念

物理概念的建構(gòu)需要創(chuàng)設(shè)情境,學(xué)生在學(xué)習(xí)物理概念之前,基于生活經(jīng)驗形成了經(jīng)驗性常識,建立學(xué)生生活經(jīng)驗和物理知識的聯(lián)系,使抽象的物理知識形象化、具體化,進(jìn)而激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,降低新知識點的理解難度,增強學(xué)生的學(xué)習(xí)自信,實現(xiàn)從感性到理性、從經(jīng)驗常識到物理觀念的轉(zhuǎn)變。

例1：在學(xué)習(xí)“運動的描述”時,需要引入描述運動的基本概念,如質(zhì)點、時間與時刻、路程和位移、速度、加速度等。高中物理與初中物理知識間存在“臺階”,教學(xué)中要注意聯(lián)系生活,幫助學(xué)生辨析生活概念與物理概念,明確新舊知識間的聯(lián)系與區(qū)別,通過知識遷移,使學(xué)生掌握新知識。設(shè)計聯(lián)系生活的情境,讓學(xué)生觀察老師在教室里走一圈的運動并進(jìn)行描述,學(xué)生很容易說出：“走得快”“走得遠(yuǎn)”“走得久”“從教室門口走到講臺”等,這些描述和初中物理“速度”“路程”“時間”“位置變化”等物理概念相對應(yīng)。生活中對運動的定性描述,并不能準(zhǔn)確反映物體運動的具體差異,但應(yīng)用相關(guān)物理量可以進(jìn)行定量描述。物理學(xué)中許多物理概念和物理規(guī)律都具有定量的含義,通過與生活情境的關(guān)聯(lián),體現(xiàn)“物理來源于生活”的理念。[2]

評析:創(chuàng)設(shè)生活情境展示其與物理學(xué)的聯(lián)系,激發(fā)學(xué)生思考,幫助學(xué)生在已有生活經(jīng)驗基礎(chǔ)上建構(gòu)物理觀念,讓學(xué)生從情境中認(rèn)清物理概念的內(nèi)涵,變抽象為形象,變枯燥為生動,提高了學(xué)生學(xué)習(xí)物理的興趣,使學(xué)生更快地適應(yīng)高中物理學(xué)習(xí)。

2.2 在練習(xí)情境中體驗實驗

在習(xí)題教學(xué)中應(yīng)該注重創(chuàng)設(shè)題目所描述的情境,將物理情境直接展示在學(xué)生面前,甚至讓學(xué)生現(xiàn)場體驗,通過重現(xiàn)或親身體驗練習(xí)中的情境,加強物理知識與真實情境的關(guān)聯(lián),重視學(xué)生的親身體驗和課外延伸,把建模的機會交給學(xué)生,從而發(fā)現(xiàn)情境中所蘊含的物理本質(zhì)。

例2：如圖1所示,甲、乙兩位同學(xué)做“拔河”游戲,兩人分別用伸平的手掌托起一長凳的一端,在乙端的凳面上放4塊磚,保持凳子水平,然后各自向兩側(cè)拖拉。若凳子下表面各處的粗糙程度相同,甲、乙同學(xué)手掌粗糙程度也相同,則下列判斷正確的是( )。

圖1

A. 凳子向甲方移動

B. 凳子向乙方移動

C. 凳子向兩位同學(xué)中體力較大的一側(cè)移動

D. 凳子向兩位同學(xué)中體重較大的一側(cè)移動

教學(xué)設(shè)計:學(xué)生對摩擦力的理解難度較大,可以轉(zhuǎn)換問題的解決方式,課堂上讓學(xué)生按照練習(xí)情境進(jìn)行模擬實驗,用書本代替凳子,用字典代替磚塊進(jìn)行模擬實驗,根據(jù)實驗的結(jié)果就可以得到正確答案：B。

又如,在“失重和超重”教學(xué)中,可以讓學(xué)生利用課前安裝好的手機軟件“手機物理作坊”(Phyphox)，展示自己站在體重計上蹲下和站起兩個過程的a-t圖像,然后分析截屏圖像中與運動過程相應(yīng)的加速度變化情況。圖像記錄下來的過程是學(xué)生親身經(jīng)歷過的,所以學(xué)生能深刻理解這個過程的加速度與運動之間的關(guān)系。最后介紹Phyphox軟件的其他功能,鼓勵學(xué)生打破實驗的時空限制,在課后進(jìn)行自主探究,激發(fā)學(xué)生的實驗興趣和創(chuàng)新潛能。

評析:在日常生活中可以用來做實驗的物品有很多,將生活物品搬到課堂上,讓學(xué)生模擬題目的情境進(jìn)行實驗。讓學(xué)生在面對物理語言、文字和符號時,能自覺地聯(lián)想相應(yīng)的物理情境，面對實踐情境,會自然聯(lián)想到與此相關(guān)的物理概念和規(guī)律。

2.3 在實驗情境中滲透思想方法

科學(xué)方法是人們認(rèn)識客觀規(guī)律和解決實際問題的手段,是連接知識與能力的橋梁。在物理實驗教學(xué)中,要引導(dǎo)學(xué)生重視物理問題研究的思路和方法,為探究未知知識提供基本的方法和必要的幫助,為學(xué)生的終身發(fā)展奠定基礎(chǔ)。

例3：在探究通電直導(dǎo)線在磁場中受力時,應(yīng)采用控制變量法和比較法進(jìn)行探究,如圖2所示，先保持導(dǎo)線在磁場中,對導(dǎo)線通電與不通電的情景進(jìn)行比較；然后保持導(dǎo)線通電,對導(dǎo)線處存在磁場與不存在磁場的情景進(jìn)行比較,從而得出結(jié)論:安培力是通電導(dǎo)線在磁場中受到的作用力。同理,在探究安培力的方向時,先保持電流不變,改變磁場方向比較安培力的方向；然后保持磁場不變,改變電流方向比較安培力的方向。

圖2

評析:高中物理實驗往往會涉及一個或多個研究方法,實驗教學(xué)中要注重在實驗情境中滲透思想方法,讓學(xué)生在循序漸進(jìn)的過程中領(lǐng)悟,不能把思想方法當(dāng)作知識灌輸給學(xué)生。

2.4 在歷史情境中培養(yǎng)科學(xué)態(tài)度

物理學(xué)史描述的是物理學(xué)的發(fā)生和發(fā)展過程,在高中物理教學(xué)中滲透物理學(xué)史,不僅是物理學(xué)科的本質(zhì)要求,也是培養(yǎng)學(xué)生核心素養(yǎng)的有效途徑。

例如,在“牛頓第一定律”的教學(xué)中,創(chuàng)設(shè)教學(xué)情境,讓學(xué)生通過角色扮演的方式再現(xiàn)前人探究的場景,了解“牛頓第一定律”建立的歷史過程(表1)。

表1

從亞里士多德到伽利略、笛卡爾、牛頓,牛頓第一定律的建立經(jīng)歷了漫長的過程。通過角色扮演，學(xué)生從科學(xué)家的視角思考問題,同時引發(fā)其他學(xué)生進(jìn)行沉浸式思考,重現(xiàn)科學(xué)家建立物理規(guī)律的歷史過程,體會他們在研究中所運用的科學(xué)研究方法。

評析:以教材中的物理知識和歷史背景為基礎(chǔ),重現(xiàn)物理學(xué)家的思維活動和探究歷程,把學(xué)生帶到歷史上真實探究的事件中去,經(jīng)歷探索的主要過程,豐富學(xué)生的情感體驗,能夠讓學(xué)生對物理學(xué)有更深刻的認(rèn)識。

3 結(jié)語

核心素養(yǎng)導(dǎo)向的物理教學(xué)要不斷優(yōu)化課堂教學(xué)設(shè)計,從不同的角度、不同的層面在各個教學(xué)環(huán)節(jié)培養(yǎng)學(xué)生的物理學(xué)科核心素養(yǎng)。課堂教學(xué)以學(xué)生為主體,以情境為載體,以問題為支架,以實驗為抓手,以思維為目標(biāo),注重加強物理知識與生活經(jīng)驗、實際情境的關(guān)聯(lián),[3]充分體現(xiàn)教學(xué)改革的價值追求和與時俱進(jìn)的精神,使教學(xué)更具活力,符合時代的發(fā)展要求。